自組裝負(fù)載型鐵(氫)氧化物制備及其吸附性能研究.pdf

1、鐵(氫)氧化物，是土壤、沉積物和水體的常見組分，且具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和較高的比表面積，吸附性能良好，對陰、陽離子、重金屬離子及有機(jī)螯合劑在地表環(huán)境中的遷移和沉淀有重要影響，因而具有十分重要的環(huán)境學(xué)意義。利用這樣一種具有良好的環(huán)境屬性的物質(zhì)來處理重金屬廢水，具有其它許多材料所不具備的環(huán)境協(xié)調(diào)性等方面的優(yōu)勢。本文以生物礦化為主要原理，以SO3H功能團(tuán)的SiO2自組裝單層材料和蒙脫石為基底，在低溫液相反應(yīng)體系中制備自組裝FeOOH/TiO2/

2、SiO2復(fù)合薄膜、FeOOH/mmt薄膜以及Fe2O3/mmt薄膜。以砷酸鈉水溶液為目標(biāo)物，研究了以不同基底合成的鐵(氫)氧化物納米薄膜的界面吸附作用及機(jī)理。主要研究進(jìn)展如下： ⑴以SiO2為基底，采用浸入洗滌法制備了終端為SO3H的自組裝單層。以此自組裝單層材料為基底，70-80℃低溫條件下，采用自組裝技術(shù)通過控制溶液的濃度、溫度和pH條件先后制備了穩(wěn)定的TiO2和FeOOH薄膜。根據(jù)SEM，HRTEM和FTIR對材料的表征

3、確定它們分別屬于銳鈦礦結(jié)構(gòu)和α—FeOOH針鐵礦結(jié)構(gòu)。 ⑵以蒙脫石為基底，在溫度為65℃，pH為2.1的條件下，采用低溫液相技術(shù)制備了FeOOH/mmt材料，用TEM，F(xiàn)TIR對材料進(jìn)行了表征，確定蒙脫石表面的FeOOH屬于α—FeOOH針鐵礦結(jié)構(gòu)。 ⑶以先前制備的FeOOH/mmt材料為基礎(chǔ)，在400℃在條件下焙燒4小時得到了Fe2O3/mmt納米材料，用TEM，F(xiàn)TIR對材料進(jìn)行表征證明生成了α—Fe2O3即赤鐵

4、礦結(jié)構(gòu)。 ⑷自組裝FeOOH/TiO2/SiO2復(fù)合薄膜，F(xiàn)eOOH/mmt薄膜，F(xiàn)e2O3/mmt薄膜靜態(tài)吸附As(Ⅴ)的最佳條件為：在室溫(25℃)，As(Ⅴ)濃度為6mg/L(吸附劑用量為0.2000g，混合液總體積為100mL)，介質(zhì)pH值均為3.0；吸附時間分別為5小時，4小時，5小時；去除率分別為92.4％，97.9％，69.1％。 ⑸以玻璃微柱為實驗反應(yīng)器，在其內(nèi)填充0.4000±0.0002的FeOO